Лабораторна робота “Вимірювання відносної вологості повітря за точкою роси”.

Тема: Лабораторна робота “Вимірювання відносної вологості повітря за точкою роси”.

Мета: узагальнити знання та навики учнів по темі «Вологість повітря», експериментально перевірити властивості точки роси.

Хід уроку

І. Актуалізація опорних знань учнів.

Презентація «Вологість повітря та її вимірювання» (див Додаток)

ІІ. Виконання лабораторної роботи.

Робота виконується за допомогою програми «Віртуальна фізична лабораторія (10 клас)».

Лабораторна робота: “Вимірювання відносної вологості повітря за точкою роси”

Мета роботи: навчитися вимірювати відносну вологість і виміряти відносну вологість повітря у класі.

Прилади і матеріали: кондуктор кулястий від демонстраційного електрометра; термометр лабораторний від 0 °С до 100 °С; лід колотий або сніг; склянка з теплою водою; таблиця залежності тиску насиченої водяної пари від температури; штатив універсальний, муфти і лапки.

Хід роботи:

Протріть поліровану поверх­ню посудини і закріпіть її на штативі.

Виміряйте температуру повітря в класі.

Налийте наполовину води в посудину і опустіть у неї термометр, зануривши його у воду, рис.2.1.

Додавайте в посудину шматочки льоду або сніг і стежте за зниженням тем­ператури. У момент появи на стінках посудини роси запишіть показ термометра.

Обережно додаючи в посудину теплої води, запишіть температуру, за якої роса зникає зовсім.

Знайдіть середнє числове значення записа­них температур і вважайте, що це точка роси.

Дослід повторіть декілька разів. Результати запишіть в таблицю 2.1.

З таблиці залежності тиску насиченої водя­ної пари від температури визначте тиск насиче­ної пари для температури повітря в класі p_o і точки роси p. За формулою обчисліть відносну вологість повітря в класі: .

Результати обчислень запишіть у таблицю 2.1.

Таблиця 2.1

За результатами досліджень зробіть висновок.

ІІІ. Узагальнення вивченого матеріалу.

«Цікавинки від географа»

Вологість повітря залежить від кількості водяної пари. Майже вся водяна пара зосереджена в приземному шарі тропосфери до висоти 5000 м. Вміст водяної пари в повітрі називають вологістю повітря. Вона характеризується абсолютною вологістю, або пружністю водяної пари, відносною вологістю і дефіцитом вологості.

Абсолютна вологість - це щільність /густина/ водяної пари, тобто її маса в одиниці об'єму повітря, в грамах на 1 кубічний метр. Часто під абсолютною вологістю розуміють пружність водяної пари, яка пропорційна її щільності та температурі й виражається в таких самих одиницях, як і тиск. тобто в мілібарах /мб/ або міліметрах ртутного стовпа /мм рт. ст./. Кількість водяної вари, яку може одержати повітря, залежить від його температури.

Коли температура знижується, повітря досягає стану насичення і при дальшому зниженні температури надлишок водяної пари починає конденсуватися.

Розрізняють фактичну пружність і пружність насичення водяної пари. Пружність насичення - це максимально можлива за даної температури пружність водяної пари. Наприклад, при температурі 0°С вона дорівнює близько 6 мб, при температурі -20 °С - близько 1 мб. а при 30˚С - близько 42 мб. Чим вища температура повітря, тим більший вміст водяної пари, тому при достатній кількості вологи на підстеляючій поверхні в теплому повітрі вдень пружність водяної пари більша, ніж у холодному.

Відносна вологість - це процентне відношення фактичної пружності водяної пари до пружності насичення за даної температури.

Різницю між пружністю насичення і фактичною пружністю водяної пари називають дефіцитом вологості /d = Е—е/. З охолодженням повітря стає насиченим, тобто досягає точки роси, коли починається конденсація вологи.

Точка роси - це температура, до якої треба охолодити повітря, щоб воно досягло насичення. При насиченні точка роси дорівнює фактичній температурі повітря.

Вологість повітря змінюється залежно від добового і річного ходу температури, а також за широтними зонами. Пружність водяної пари має простий добовий хід, паралельний добовому ходу температури і досягає максимуму після полудня. Але у сухих внутрішніх континентальних областях пружність водяної пари збільшується від сходу Сонця до 9 години ранку, після чого знижується до 15 годин і має таким чином два мінімуми і два максимуми /о 9 годині і 22 годині/. Річний хід абсолютної вологості також паралельний річному ходу температури, найхолодніший місяць має найменшу, а найтепліший - найбільшу пружність водяної пари.

Відносна вологість має добовий і річний хід, протилежний ходу температури, оскільки при зниженні температури вона зростає. Добовий мінімум відносної вологості збігається з добовим максимумом температури після полудня, а максимум відносної вологості - з добовим мінімумом температури під час сходу Сонця. В горах і високих шарах атмосфери максимальна відносна вологість спостерігається вдень, а мінімальна - ранком.

Відносна вологість залишається високою протягом року в екваторіальних широтах /понад 85%/, а також над Північним Льодовитим океаном, на півночі Атлантичного і Тихого океанів і біля Антарктиди, де абсолютна вологість незначна, але дуже низька температура повітря. В помірних широтах зимою над охолодженими материками відносна вологість дорівнює 75—80%, а влітку знижується до 60-70%. Цілий рік невелика відносна вологість спостерігається в субтропічних і тропічних пустелях /менш 50%/. Відносна вологість залежить і від абсолютної вологості, тому в мусонних областях Індії взимку відносна вологість знижена до 50%, а на початку літнього мусону збільшується до 80-85 %.

З висотою вологість повітря зменшується. Половина водяної пари міститься в приземному шарі повітря до висоти 1,5 км.

ІV. Домашнє завдання.

Запропонувати конструкцію системи регулювання вологості в приміщенні  /використати принцип роботи волосяного гігрометра/.

Додаток